JP2019036962A - Antenna and communication device - Google Patents

Antenna and communication device Download PDF

Info

Publication number
JP2019036962A
JP2019036962A JP2018152878A JP2018152878A JP2019036962A JP 2019036962 A JP2019036962 A JP 2019036962A JP 2018152878 A JP2018152878 A JP 2018152878A JP 2018152878 A JP2018152878 A JP 2018152878A JP 2019036962 A JP2019036962 A JP 2019036962A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductor
feed element
control switch
current path
path length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018152878A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6702528B2 (en
Inventor
マオマオ・ジュウ
Maomao Zhu
ボ・ユアン
Bo Yuan
ルイ・フア
Rui Hua
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Publication of JP2019036962A publication Critical patent/JP2019036962A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6702528B2 publication Critical patent/JP6702528B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H01Q3/242Circumferential scanning
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/28Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/28Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements
    • H01Q19/30Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being centre-fed and substantially straight, e.g. Yagi antenna
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/28Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements
    • H01Q19/32Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being end-fed and elongated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006Particular feeding systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
    • H01Q21/293Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic one unit or more being an array of identical aerial elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/446Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element the radiating element being at the centre of one or more rings of auxiliary elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/155Ground-based stations
    • H04B7/15564Relay station antennae loop interference reduction
    • H04B7/15585Relay station antennae loop interference reduction by interference cancellation

Abstract

To provide a WLAN communication antenna that can be easily mounted and that is small in size.SOLUTION: An antenna includes a power feeding element 1 and at least one non-power feeding element 2. A vertical distance between each non-power feeding element and the power feeding element 1 is within a designated threshold. Each non-power feeding element 2 is configured by a grounded first conductor 21, a regulator circuit 22, and a control switch arranged on the first conductor and that controls the regulator circuit. When the regulator circuit is enabled, the non-power feeding element forms a reflector. When the regulator circuit is disabled, the non-power feeding element 2 forms a wave director. When the reflector and the wave director are switched, switching of an antenna beam is quickly completed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本出願は、情報技術の分野に関し、詳細には、アンテナおよび通信デバイスに関する。   The present application relates to the field of information technology, and in particular to antennas and communication devices.

ワイヤレスローカルエリアネットワーク(wireless local area network, WLAN)は、家庭、オフィス、および他の屋内/屋外環境に広く適用される。しかし、家庭およびオフィスなどの屋内環境では、設置されるWLAN通信デバイス、たとえばアクセスポイント(ホットスポットとも呼ばれる)の水平カバレージエリアおよびスルーウォール性能は、WLANの性能に影響を及ぼす重要な指標である。したがって、高指向性利得を有する適応型切替ビーム方式スマートアンテナが、WLAN通信デバイスにおいて極めて重要になる。   Wireless local area networks (WLANs) are widely applied in homes, offices, and other indoor / outdoor environments. However, in indoor environments such as homes and offices, the horizontal coverage area and through-wall performance of installed WLAN communication devices, such as access points (also called hot spots), are important indicators that affect WLAN performance. Therefore, an adaptive switched beam smart antenna having a high directivity gain is extremely important in a WLAN communication device.

以下の方法が、現在、スマートアンテナを実装するのに使用可能である。   The following methods are currently available for implementing smart antennas.

1. 異なるアンテナまたはアンテナアレイが、放射を実行するために無線周波数スイッチを使用することによって選択される。アンテナまたはアンテナアレイの放射方向は互いに異なっており、それによって、システムのアンテナビームの切替が実現される。   1. Different antennas or antenna arrays are selected by using radio frequency switches to perform radiation. The radiation directions of the antenna or antenna array are different from each other, thereby realizing switching of the antenna beam of the system.

2. 制御スイッチを使用することによって素子と給電ネットワークが接続され、放射を実行するために制御スイッチをオンまたはオフにすることによって異なる素子が選択される。異なる素子の放射方向は互いに異なっており、それによって、ビームの切替が実現される。   2. The device and the feed network are connected by using a control switch, and different devices are selected by turning the control switch on or off to perform radiation. The radiation directions of the different elements are different from each other, whereby a beam switching is realized.

3. 制御スイッチを使用することによって、互いに異なる方向の反射器が選択および接続され、それによって、ビームの切替が実現される。   3. By using a control switch, reflectors in different directions are selected and connected, thereby realizing beam switching.

しかし、これらの解決策には、アンテナの指向性利得が全方向利得と比べてわずかにしか改善されないこと、サイズが大きいためにアンテナアレイの内蔵および集積が難しいことなどの問題がある。   However, these solutions have problems such that the antenna directivity gain is only slightly improved compared to the omnidirectional gain, and that the antenna array is difficult to incorporate and integrate due to its large size.

本出願は、WLAN通信デバイスの通信効率を改善するためにアンテナおよび通信デバイスを提供する。   The present application provides an antenna and a communication device to improve the communication efficiency of a WLAN communication device.

第1の態様によれば、アンテナが提供され、アンテナは、給電素子と少なくとも1つの非給電素子とを含み、各非給電素子と給電素子との間の垂直距離が指定の閾値内にあり、各非給電素子が、接地された第1の導体、レギュレータ回路、および第1の導体上に配設されレギュレータ回路を制御するように構成される制御スイッチを含み、レギュレータ回路が非給電素子の電流経路長を調節するように構成され、
制御スイッチがオフにされると、電流が第1の導体およびレギュレータ回路を通って流れ、非給電素子の電流経路長が給電素子の共振長よりも長くなる、または制御スイッチがオンにされると、電流が第1の導体および制御スイッチを通って流れ、非給電素子の電流経路長が給電素子の共振長よりも短くなる。
According to a first aspect, an antenna is provided, the antenna including a feeding element and at least one parasitic element, wherein a vertical distance between each parasitic element and the feeding element is within a specified threshold value, Each parasitic element includes a grounded first conductor, a regulator circuit, and a control switch disposed on the first conductor and configured to control the regulator circuit, wherein the regulator circuit includes a current of the parasitic element Configured to adjust the path length,
When the control switch is turned off, current flows through the first conductor and the regulator circuit, and the current path length of the non-feed element is longer than the resonance length of the feed element, or the control switch is turned on. The current flows through the first conductor and the control switch, and the current path length of the non-feeding element becomes shorter than the resonance length of the feeding element.

上記の技術的解決策では、非給電素子の電流経路長および非給電素子と給電素子との間の距離が制御され、その結果、制御スイッチがオフにされレギュレータ回路がイネーブルにされるとき非給電素子が反射器を形成し、または制御スイッチがオンにされレギュレータ回路がディセーブルにされるとき非給電素子が導波器を形成する。反射器と導波器が互換性がある設計が使用され、その結果、1つの給電素子(給電ダイポール)、M個の導波器、およびN個の反射器の組合せをアンテナとして実装して、高い指向性利得および干渉抑制能力を達成する(ここで、M+N>=1、および、M+N=非給電素子の数量)。加えて、反射器と導波器が切り替えられるときに、アンテナビーム切替を迅速に完了することができ、容易な実装および小さいサイズを特徴としている。   In the above technical solution, the current path length of the non-feed element and the distance between the non-feed element and the feed element are controlled, so that when the control switch is turned off and the regulator circuit is enabled, The element forms a reflector, or the parasitic element forms a director when the control switch is turned on and the regulator circuit is disabled. A design where the reflector and the director are compatible is used, so that a combination of one feed element (feed dipole), M directors, and N reflectors is implemented as an antenna, A high directivity gain and interference suppression capability is achieved (where M + N> = 1 and M + N = number of parasitic elements). In addition, antenna beam switching can be completed quickly when the reflector and director are switched, featuring easy mounting and small size.

特定の実装解決策では、第1の導体が第1の下位導体および第2の下位導体を含み、制御スイッチの2つの端部が第1の下位導体および第2の下位導体にそれぞれ接続され、レギュレータ回路が第2の導体を含み、第2の導体の2つの端部が第1の下位導体および第2の下位導体にそれぞれ接続され、制御スイッチがオンにされるとき、第1の下位導体が制御スイッチを通して第2の下位導体と連通し、または制御スイッチがオフにされるとき、第1の下位導体が第2の導体を通して第2の下位導体と連通する。非給電素子の電流経路長は、第2の導体を使用することによって変えられる。第2の導体は、金属導体のセグメントである。第2の導体が第1の導体に加えられるとき、長くなった電流経路長が、第2の導体の長さである。さらに、第2の導体の形状は、制限されない。直線形状もしくは円弧形状のいずれかまたは別の形状を使用することができる。第1の導体に加えられる電流経路長は、第2の導体の長さによってのみ影響を受ける。第1の下位導体および第2の下位導体は、やはり金属導体のセグメントである。その形状は制限されず、異なる長さを使用することができる。たとえば、特定の実装解決策では、第2の導体はU字型に曲がった構造である。   In a particular implementation solution, the first conductor includes a first lower conductor and a second lower conductor, and the two ends of the control switch are connected to the first lower conductor and the second lower conductor, respectively, When the regulator circuit includes a second conductor and the two ends of the second conductor are connected to the first lower conductor and the second lower conductor, respectively, and the control switch is turned on, the first lower conductor Communicates with the second lower conductor through the control switch, or when the control switch is turned off, the first lower conductor communicates with the second lower conductor through the second conductor. The current path length of the non-feed element can be changed by using the second conductor. The second conductor is a segment of a metal conductor. When the second conductor is added to the first conductor, the increased current path length is the length of the second conductor. Furthermore, the shape of the second conductor is not limited. Either a linear or arc shape or another shape can be used. The current path length applied to the first conductor is only affected by the length of the second conductor. The first lower conductor and the second lower conductor are again segments of metal conductor. Its shape is not limited and different lengths can be used. For example, in a particular implementation solution, the second conductor is a U-shaped bent structure.

特定の実装解決策では、制御スイッチがオンにされるとき、非給電素子の電流経路長は、λ/4より長く、給電素子の共振長よりも長くなり、または制御スイッチがオフにされるとき、非給電素子の電流経路長は、λ/4より短く、給電素子の共振長よりも短くなり、ここで、λは給電素子の中間の波長である。   In certain implementation solutions, when the control switch is turned on, the current path length of the non-feed element is longer than λ / 4 and longer than the resonance length of the feed element, or when the control switch is turned off. The current path length of the non-feed element is shorter than λ / 4 and shorter than the resonance length of the feed element, where λ is an intermediate wavelength of the feed element.

特定の実装解決策では、制御スイッチの2つの端部は接続点を別個に備え、第1の下位導体の一方の端部と第2の導体の一方の端部が制御スイッチの一方の端部で接続点に固定され、第2の下位導体の一方の端部と第2の導体の他方の端部が制御スイッチの他方の端部で接続点に固定される。このことによって、第2の導体の接続を容易にし、また、電流が流れる電流経路長が第1の導体および第2の導体の長さに等しくなり得ることを確実にする。したがって、全電流経路長は、第1の導体および第2の導体の長さによって直接に定めることができる。   In a particular implementation solution, the two ends of the control switch have separate connection points, and one end of the first lower conductor and one end of the second conductor are one end of the control switch. The one end of the second lower conductor and the other end of the second conductor are fixed to the connection point at the other end of the control switch. This facilitates the connection of the second conductor and ensures that the current path length through which the current flows can be equal to the length of the first conductor and the second conductor. Therefore, the total current path length can be determined directly by the lengths of the first conductor and the second conductor.

特定の実装解決策では、整合ネットワークが第2の導体上に設けられる。第2の導体によって第1の導体に加えられる電流経路長は、設けられる整合ネットワークを使用することによって調節される。   In certain implementation solutions, a matching network is provided on the second conductor. The current path length applied to the first conductor by the second conductor is adjusted by using a matching network provided.

特定の実装解決策では、整合ネットワークは、インダクタ、または直列に接続されるコンデンサとインダクタである。実際の使用では、異なる要件に従って、異なる電流経路長を選択して使用することができる。   In a particular implementation solution, the matching network is an inductor or a capacitor and an inductor connected in series. In actual use, different current path lengths can be selected and used according to different requirements.

特定の実装解決策では、指定された閾値は、0.2λ〜0.25λであり、ここで、λは給電素子の中間の波長である。特定の設定では、非給電素子から給電素子への距離は、0.2λ、0.21λ、0.22λ、0.23λ、0.24λ、または0.25λなどの異なる距離を使用することができる。   In a particular implementation solution, the specified threshold is between 0.2λ and 0.25λ, where λ is the intermediate wavelength of the feed element. In particular settings, the distance from the non-feed element to the feed element can use a different distance such as 0.2λ, 0.21λ, 0.22λ, 0.23λ, 0.24λ, or 0.25λ.

特定の実装解決策では、レギュレータ回路がディセーブルにされるとき、非給電素子の電流経路長は、0.21λ〜0.24λである。すなわち、レギュレータ回路がディセーブルにされるとき、非給電素子の電流経路長は異なり、たとえば、0.21λ、0.22λ、0.23λ、または0.24λであってよい。レギュレータ回路がイネーブルにされるとき、非給電素子の電流経路長は、0.26λ〜0.28λに入り、ここで、λは給電素子の中間の波長である。すなわち、レギュレータ回路がイネーブルにされるとき、非給電素子の電流経路長は異なり、たとえば、0.26λ、0.27λ、または0.28λであってよい。   In a particular implementation solution, when the regulator circuit is disabled, the current path length of the parasitic element is between 0.21λ and 0.24λ. That is, when the regulator circuit is disabled, the current path length of the non-feed element is different and may be, for example, 0.21λ, 0.22λ, 0.23λ, or 0.24λ. When the regulator circuit is enabled, the current path length of the non-feed element enters 0.26λ to 0.28λ, where λ is the intermediate wavelength of the feed element. That is, when the regulator circuit is enabled, the current path length of the non-feed element is different and may be, for example, 0.26λ, 0.27λ, or 0.28λ.

特定の実装解決策では、非給電素子の数量は4であり、4つの非給電素子は、給電素子を囲んで配置される。4つの非給電素子上のレギュレータ回路をイネーブルにすることおよびディセーブルにすることによって、異なる数量の反射器および導波器が形成され、それによって、指向性利得および干渉抑制能力を改善する。   In a particular implementation solution, the number of non-feed elements is 4, and the four non-feed elements are arranged around the feed elements. By enabling and disabling the regulator circuit on the four parasitic elements, different numbers of reflectors and directors are formed, thereby improving directional gain and interference suppression capability.

特定の実装解決策では、4つの非給電素子は、リング形状を形成し、均等に配設される。   In a particular implementation solution, the four parasitic elements form a ring shape and are evenly arranged.

第2の態様によれば、通信デバイスが提供され、通信デバイスは、上記の実装形態のいずれか1つによるアンテナを含む。   According to a second aspect, a communication device is provided, the communication device including an antenna according to any one of the above implementations.

上記の技術的解決策では、非給電素子の電流経路長および非給電素子と給電素子との間の距離が制御され、その結果、レギュレータ回路がイネーブルにされるとき非給電素子が反射器を形成し、またはレギュレータ回路がディセーブルにされるとき非給電素子が導波器を形成する。反射器と導波器が互換性がある設計が使用され、その結果、1つの給電素子(給電ダイポール)、M個の導波器、およびN個の反射器の組合せをアンテナとして実装して、高い指向性利得および干渉抑制能力を達成する(ここで、M+N>=1、および、M+N=非給電素子の数量)。加えて、反射器と導波器が切り替えられるときに、アンテナビーム切替を迅速に完了することができ、容易な実装および小さいサイズを特徴としている。   In the above technical solution, the current path length of the parasitic element and the distance between the parasitic element and the feeder element are controlled, so that when the regulator circuit is enabled, the parasitic element forms a reflector. Alternatively, the parasitic element forms a director when the regulator circuit is disabled. A design where the reflector and the director are compatible is used, so that a combination of one feed element (feed dipole), M directors, and N reflectors is implemented as an antenna, A high directivity gain and interference suppression capability is achieved (where M + N> = 1 and M + N = number of parasitic elements). In addition, antenna beam switching can be completed quickly when the reflector and director are switched, featuring easy mounting and small size.

本出願によるアンテナの概略構造図である。1 is a schematic structural diagram of an antenna according to the present application. 本出願によるレギュレータ回路の概略構造図である。1 is a schematic structural diagram of a regulator circuit according to the present application. FIG. 本出願による反射器として機能する非給電素子の概念図である。It is a conceptual diagram of the non-feed element which functions as a reflector by this application. 本出願による導波器として機能する非給電素子の概念図である。It is a conceptual diagram of the parasitic element which functions as a director by this application. 本出願による別のレギュレータ回路の概略構造図である。FIG. 3 is a schematic structural diagram of another regulator circuit according to the present application. 本出願による別のアンテナの概略構造図である。FIG. 4 is a schematic structural diagram of another antenna according to the present application. 図6に示されるアンテナの構造の全方向シミュレーション図である。FIG. 7 is an omnidirectional simulation diagram of the structure of the antenna shown in FIG. 図6に示されるアンテナの構造の指向性シミュレーション図である。FIG. 7 is a directivity simulation diagram of the antenna structure shown in FIG.

本出願の目的、技術的解決策、および利点をより明確にするために、以下では、添付図面を参照して本出願を詳細にさらに記載している。   In order to make the purposes, technical solutions and advantages of the present application clearer, the application is further described in detail below with reference to the accompanying drawings.

図1に示されるように、本出願の実施形態はアンテナを提供する。アンテナは、給電素子1および少なくとも1つの非給電素子2を含む。各非給電素子2と給電素子1との間の垂直距離が指定の閾値内にあり、各非給電素子2が、接地された第1の導体21、レギュレータ回路22、および第1の導体21上に配設されレギュレータ回路22を制御するように構成される制御スイッチ23を含み、レギュレータ回路22が非給電素子2の電流経路長を調節するように構成される。   As shown in FIG. 1, embodiments of the present application provide an antenna. The antenna includes a feeding element 1 and at least one non-feeding element 2. The vertical distance between each non-feed element 2 and the feed element 1 is within a specified threshold, and each non-feed element 2 is on the grounded first conductor 21, regulator circuit 22, and first conductor 21. And a control switch 23 configured to control the regulator circuit 22, and the regulator circuit 22 is configured to adjust the current path length of the non-feed element 2.

制御スイッチ23がオフにされると、電流が第1の導体21およびレギュレータ回路22を通って流れ、非給電素子2の電流経路長が給電素子1の共振長よりも長くなる、または制御スイッチ23がオンにされると、電流が第1の導体21および制御スイッチ23を通って流れ、非給電素子2の電流経路長が給電素子1の共振長よりも短くなる。   When the control switch 23 is turned off, current flows through the first conductor 21 and the regulator circuit 22, and the current path length of the non-feed element 2 becomes longer than the resonance length of the feed element 1, or the control switch 23 When is turned on, current flows through the first conductor 21 and the control switch 23, and the current path length of the non-feed element 2 becomes shorter than the resonance length of the feed element 1.

給電素子1は、異なるタイプのアンテナ、具体的には、たとえば、素子アンテナまたは平面逆Fアンテナ(planar inverted F antenna, PIFA)であってよい。   The feeding element 1 may be a different type of antenna, specifically, for example, an element antenna or a planar inverted F antenna (PIFA).

上記の解決策では、反射器および導波器の機能は、非給電素子2を使用することによって実装される。非給電素子2が2つの構成要素動作モード間で切り替わるとき、制御を実施するためにレギュレータ回路22が使用される。レギュレータ回路22が第1の導体21に接続されると、第1の導体21の全電流経路長は増加する。この場合、非給電素子2は反射器として機能する。レギュレータ回路22が第1の導体21に接続されないとき、第1の導体21の電流経路長は、給電素子1の共振長よりも短い。この場合、非給電素子2は導波器として機能する。以下は、非給電素子2の動作原理を詳細に記載する。   In the above solution, the functions of the reflector and the director are implemented by using a parasitic element 2. When the non-feed element 2 switches between the two component operating modes, the regulator circuit 22 is used to implement the control. When the regulator circuit 22 is connected to the first conductor 21, the total current path length of the first conductor 21 increases. In this case, the non-feed element 2 functions as a reflector. When the regulator circuit 22 is not connected to the first conductor 21, the current path length of the first conductor 21 is shorter than the resonance length of the feed element 1. In this case, the non-feed element 2 functions as a director. In the following, the operating principle of the non-feed element 2 will be described in detail.

図1中の非給電素子は接地され、給電素子1は図1の中央にある。非給電素子2と給電素子1との間の垂直距離は、指定された閾値内にある。指定された閾値は、0.2λ〜0.25λであり、ここで、λは給電素子1の中間の波長である。特定の設定では、非給電素子2と給電素子1との間の距離が0.2λ〜0.25λに入ることを条件として、非給電素子2から給電素子1への距離は、0.2λ、0.21λ、0.22λ、0.23λ、0.24λ、または0.25λなどの異なる距離を使用することができ、ここで、λは給電素子1の中間の波長であり、給電素子1の共振長は波長のおよそ1/4(すなわち、λ/4)である。特定の使用では、非給電素子2の電流経路長が共振長よりわずかに長いとき、非給電素子2は誘導性であり、電流は電圧より90°遅れる。給電素子1と非給電素子2との間の経路差により生じる90°位相差と非給電素子2が誘導性であるので生じる位相差は相殺される。ここで、経路差は、非給電素子2が給電素子1の方向に向くので生じる。したがって、この方向における、非給電素子2と給電素子1の放射場が重ね合わされ強められる。同様に、反対の方向では、給電素子1と非給電素子2との間の経路差により生じる90°位相差と非給電素子2が誘導性であるので生じる位相差は、180°に重ね合わされる。したがって、この方向における、非給電素子2と給電素子1の放射場が相殺され、1つの方向の電場が強められ1つの方向の電場が弱められ、このことによって指向性ビームが形成される。この様態では、非給電素子2は、ビームに反射作用を働かせて反射器となる。   The non-feeding element in FIG. 1 is grounded, and the feeding element 1 is in the center of FIG. The vertical distance between the non-feed element 2 and the feed element 1 is within the specified threshold. The specified threshold is 0.2λ to 0.25λ, where λ is the intermediate wavelength of the feed element 1. In a specific setting, the distance from the non-feed element 2 to the feed element 1 is 0.2λ, 0.21λ, provided that the distance between the non-feed element 2 and the feed element 1 falls within 0.2λ to 0.25λ. Different distances such as 0.22λ, 0.23λ, 0.24λ, or 0.25λ can be used, where λ is the intermediate wavelength of the feed element 1 and the resonant length of the feed element 1 is approximately 1 / wavelength. 4 (ie, λ / 4). In a specific use, when the current path length of the non-feed element 2 is slightly longer than the resonance length, the non-feed element 2 is inductive and the current is 90 ° behind the voltage. The 90 ° phase difference caused by the path difference between the feed element 1 and the non-feed element 2 cancels out the phase difference caused by the non-feed element 2 being inductive. Here, the path difference occurs because the non-feeding element 2 faces the direction of the feeding element 1. Accordingly, the radiation fields of the non-feed element 2 and the feed element 1 in this direction are superimposed and strengthened. Similarly, in the opposite direction, the 90 ° phase difference caused by the path difference between the feed element 1 and the non-feed element 2 and the phase difference caused by the non-feed element 2 being inductive are superimposed on 180 °. . Accordingly, the radiation fields of the non-feed element 2 and the feed element 1 in this direction are canceled out, the electric field in one direction is strengthened, and the electric field in one direction is weakened, thereby forming a directional beam. In this mode, the non-feed element 2 acts as a reflector by applying a reflection action to the beam.

非給電素子2の電流経路長が共振長よりわずかに短いとき、非給電素子2は、給電素子1からおよそ1/4波長離れている。非給電素子2は容量性であり、電流は電圧より90°進んでいる。給電素子1と非給電素子2との間の経路差により生じる90°位相差と非給電素子2が容量性であるので生じる位相差は、180°に重ね合わされる。ここで、経路差は、非給電素子2が給電素子1の方向に向くので生じる。したがって、この方向における、非給電素子2と給電素子1の放射場が相殺される。同様に、反対の方向では、給電素子1と非給電素子2との間の経路差により生じる90°位相差と非給電素子2が容量性であるので生じる位相差は、相殺される。したがって、この方向における、非給電素子2と給電素子1の放射場が重ね合わされる。この場合、非給電素子2は、ビームに導波機能を働かせて導波器となる。   When the current path length of the non-feed element 2 is slightly shorter than the resonance length, the non-feed element 2 is separated from the feed element 1 by approximately 1/4 wavelength. The non-feed element 2 is capacitive, and the current is advanced by 90 ° from the voltage. The 90 ° phase difference caused by the path difference between the feeding element 1 and the non-feeding element 2 and the phase difference caused by the non-feeding element 2 being capacitive are superimposed on 180 °. Here, the path difference occurs because the non-feeding element 2 faces the direction of the feeding element 1. Therefore, the radiation fields of the non-feed element 2 and the feed element 1 in this direction are canceled out. Similarly, in the opposite direction, the 90 ° phase difference caused by the path difference between the feed element 1 and the non-feed element 2 and the phase difference caused by the non-feed element 2 being capacitive are canceled out. Therefore, the radiation fields of the non-feed element 2 and the feed element 1 in this direction are superimposed. In this case, the non-feed element 2 functions as a waveguide by causing the beam to function as a waveguide.

非給電素子2の電流経路長が特に調節されるとき、調節は、レギュレータ回路22を使用することによって実施される。図1に示されるように、この実施形態で配設される非給電素子2は2つの部分を含み、1つの部分は、一定の電流経路長を有する第1の導体21であり、他の部分は、一定の電流経路長を有するレギュレータ回路22である。第1の導体21は2つの部分を含み、2つの部分はそれぞれ第1の下位導体211および第2の下位導体212である。制御スイッチ23の2つの端部が第1の下位導体211および第2の下位導体212にそれぞれ接続される。図2に示されるように、第1の下位導体211と第2の下位導体212は、真っ直ぐな棒状の構造で接続される。第1の導体21の電流経路長に影響を及ぼす構造は、電流が第1の導体21上で流れる長さの中にあり、第1の導体21の形状は制限されない。したがって、第1の導体21の形状は、上記の1つの形状に制限されず、任意の他の形状、たとえば箱形状、らせん形状、または波形状などといった異なる形状であってよい。それに対応して、第1の下位導体211および第2の下位導体212は、上記の形状を使用することもできる。加えて、第1の下位導体211と第2の下位導体212は、レギュレータ回路22の使用可能性を制御する制御スイッチ23を使用することによって接続される。制御スイッチ23がオフにされるとき、第1の下位導体211と第2の下位導体212は、直接連通しない。制御スイッチ23がオンにされるとき、第1の下位導体211と第2の下位導体212は、直接連通する。   The adjustment is performed by using a regulator circuit 22 when the current path length of the non-feed element 2 is specifically adjusted. As shown in FIG. 1, the parasitic element 2 disposed in this embodiment includes two parts, and one part is a first conductor 21 having a constant current path length, and the other part. Is a regulator circuit 22 having a constant current path length. The first conductor 21 includes two parts, which are a first lower conductor 211 and a second lower conductor 212, respectively. Two ends of the control switch 23 are connected to the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212, respectively. As shown in FIG. 2, the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212 are connected in a straight bar-like structure. The structure that affects the current path length of the first conductor 21 is in the length in which current flows on the first conductor 21, and the shape of the first conductor 21 is not limited. Therefore, the shape of the first conductor 21 is not limited to the one shape described above, and may be any other shape such as a box shape, a spiral shape, or a wave shape. Correspondingly, the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212 may use the above-described shape. In addition, the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212 are connected by using a control switch 23 that controls the availability of the regulator circuit 22. When the control switch 23 is turned off, the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212 are not in direct communication. When the control switch 23 is turned on, the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212 are in direct communication.

非給電素子2のレギュレータ回路22は、少なくとも1つの第2の導体221を含む。第2の導体221の2つの端部が第1の下位導体211および第2の下位導体212にそれぞれ接続される。第2の導体221の電流経路長は、非給電素子2の電流経路長の値を調節するために使用される。図3に示されるように、制御スイッチ23がオフにされるとき、第1の下位導体211が第2の導体22を通して第2の下位導体212と連通する。図3中の矢印を有する直線が、電流経路長を図示する。第2の導体221の電流経路長が第1の導体21に加えられるとき、非給電素子2の電流経路長は、第1の導体21の電流経路長と第2の導体221の電流経路長の和である。図4に示されるように、制御スイッチ23がオンにされ、第1の下位導体211が制御スイッチ23を通して第2の下位導体212と連通する。図4中の矢印を有する直線が、電流経路長を図示する。非給電素子2上の電流は、制御スイッチ23および第1の導体21を通って流れる。この場合、電流経路長は、第1の導体21の電流経路長と制御スイッチ23上の電流経路長の和である。第2の導体221が第1の導体21に加えられるかどうかは、制御スイッチ23を設定することによって制御される。制御スイッチ23がオンにされるとき、レギュレータ回路22がディセーブルにされ、第1の下位導体211が第2の下位導体212と連通し、電流が第1の下位導体211および第2の下位導体212を通って流れる。この場合、第2の導体221を通って流れる電流は、非常に小さく、ほとんど無視することができる。したがって、非給電素子2の電流経路長は、第1の導体21の電流経路長と制御スイッチ23上の電流経路長の和である。制御スイッチ23がオフにされるとき、レギュレータ回路22がイネーブルにされ、第1の下位導体211、第2の導体221、および第2の下位導体212が連通し、電流が第1の下位導体211、第2の導体221、および第2の下位導体212を通って流れる。したがって、非給電素子2の電流経路長は、第1の導体21の電流経路長プラス第2の導体221の電流経路長である。特定の使用様態では、上記の制御スイッチ23は、PINダイオード(pin diode)であってよい。制御スイッチ23のオンまたはオフは、アンテナに対応する通信デバイスを使用することによって制御される。具体的には、通信デバイスは、適応型アルゴリズムを使用することによって、端末によって送信される受信信号を分析し、端末の位置を取得して、いくつかのPINダイオードをオンにするための制御信号をCPUが送るように制御し、その結果、この部分の非給電素子2が導波器となり、別の非給電素子2が反射器となる。アンテナは、端末を向く最も大きい放射を有する方向を有する指向性アンテナへと切り替えられる。   The regulator circuit 22 of the non-feeding element 2 includes at least one second conductor 221. Two ends of the second conductor 221 are connected to the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212, respectively. The current path length of the second conductor 221 is used to adjust the value of the current path length of the non-feed element 2. As shown in FIG. 3, when the control switch 23 is turned off, the first lower conductor 211 communicates with the second lower conductor 212 through the second conductor 22. A straight line having an arrow in FIG. 3 illustrates the current path length. When the current path length of the second conductor 221 is added to the first conductor 21, the current path length of the non-feed element 2 is equal to the current path length of the first conductor 21 and the current path length of the second conductor 221. It is sum. As shown in FIG. 4, the control switch 23 is turned on, and the first lower conductor 211 communicates with the second lower conductor 212 through the control switch 23. A straight line having an arrow in FIG. 4 illustrates the current path length. The current on the non-feed element 2 flows through the control switch 23 and the first conductor 21. In this case, the current path length is the sum of the current path length of the first conductor 21 and the current path length on the control switch 23. Whether the second conductor 221 is added to the first conductor 21 is controlled by setting the control switch 23. When the control switch 23 is turned on, the regulator circuit 22 is disabled, the first lower conductor 211 communicates with the second lower conductor 212, and the current flows through the first lower conductor 211 and the second lower conductor. Flows through 212. In this case, the current flowing through the second conductor 221 is very small and can be almost ignored. Therefore, the current path length of the non-feed element 2 is the sum of the current path length of the first conductor 21 and the current path length on the control switch 23. When the control switch 23 is turned off, the regulator circuit 22 is enabled, the first lower conductor 211, the second conductor 221, and the second lower conductor 212 are in communication, and the current is the first lower conductor 211. , Through the second conductor 221, and the second lower conductor 212. Therefore, the current path length of the non-feed element 2 is the current path length of the first conductor 21 plus the current path length of the second conductor 221. In a specific usage mode, the control switch 23 may be a PIN diode. On / off of the control switch 23 is controlled by using a communication device corresponding to the antenna. Specifically, the communication device analyzes the received signal transmitted by the terminal by using an adaptive algorithm, obtains the position of the terminal, and a control signal to turn on some PIN diodes As a result, the non-feed element 2 in this portion becomes a waveguide, and another non-feed element 2 becomes a reflector. The antenna is switched to a directional antenna having a direction with the greatest radiation facing the terminal.

第2の導体221の電流経路長を使用することによって非給電素子2の電流経路長を調節できることを、上記から知ることができる。したがって、設計では、第1の導体21の電流経路長および第2の導体221の電流経路長だけが制御される必要があり、その結果、第1の導体21の電流経路長は、λ/4および給電素子1の共振長より短くなり、第1の導体21の電流経路長プラス第2の導体221の電流経路長は、λ/4および給電素子1の共振長より長くなる。したがって、非給電素子2は、反射器または導波器のいずれかとして機能することができ、非給電素子2の2つのモード間の切替は、制御スイッチ23の動作状態を変えることによって実装される。   It can be seen from the above that the current path length of the non-feed element 2 can be adjusted by using the current path length of the second conductor 221. Therefore, in the design, only the current path length of the first conductor 21 and the current path length of the second conductor 221 need to be controlled, so that the current path length of the first conductor 21 is λ / 4 The current path length of the first conductor 21 plus the current path length of the second conductor 221 is longer than λ / 4 and the resonance length of the feed element 1. Thus, the parasitic element 2 can function as either a reflector or a director, and switching between the two modes of the parasitic element 2 is implemented by changing the operating state of the control switch 23 .

特定の設定の間では、非給電素子2が導波器として機能するとき、制御スイッチ23が次いでオンにされ、電流が第1の導体21および制御スイッチ23を通って流れ、非給電素子2の電流経路長が給電素子1の共振長よりも短くなる。より特定の実装解決策では、非給電素子2の電流経路長は、λ/4より短く、給電素子1の共振長よりも短くなり、ここで、λは給電素子の中間の波長である。たとえば、非給電素子2の電流経路長は、0.21λ〜0.24λに入る。この場合、非給電素子2の電流経路長は、第1の導体21の電流経路長である。すなわち、第1の導体21の電流経路長は、0.21λ〜0.24λ内に制限される。たとえば、第1の導体21の電流経路長は異なって、たとえば、0.21λ、0.22λ、0.23λ、または0.24λであってよい。この場合、非給電素子2の電流経路長は異なる、たとえば、0.21λ、0.22λ、0.23λ、または0.24λである。   During a particular setting, when the parasitic element 2 functions as a director, the control switch 23 is then turned on and current flows through the first conductor 21 and the control switch 23 and the parasitic element 2 The current path length is shorter than the resonance length of the feed element 1. In a more specific mounting solution, the current path length of the non-feed element 2 is shorter than λ / 4 and shorter than the resonant length of the feed element 1, where λ is the intermediate wavelength of the feed element. For example, the current path length of the non-feed element 2 is in the range of 0.21λ to 0.24λ. In this case, the current path length of the non-feed element 2 is the current path length of the first conductor 21. That is, the current path length of the first conductor 21 is limited to 0.21λ to 0.24λ. For example, the current path length of the first conductor 21 is different and may be, for example, 0.21λ, 0.22λ, 0.23λ, or 0.24λ. In this case, the current path length of the non-feed element 2 is different, for example, 0.21λ, 0.22λ, 0.23λ, or 0.24λ.

加えて、非給電素子2が反射器として機能するとき、非給電素子2の電流経路長が給電素子1の共振長よりも長くなる。すなわち、制御スイッチ23がオフにされると、電流が第1の導体21およびレギュレータ回路22を通って流れ、第1の導体21のおよびレギュレータ回路22の電流経路長が給電素子1の共振長よりも長くなる。より特定の実装解決策では、非給電素子2の電流経路長は、λ/4より長く、給電素子1の共振長よりも長くなる。たとえば、非給電素子2の電流経路長は、0.26λ〜0.28λに入る。すなわち、レギュレータ回路22がイネーブルにされるとき、非給電素子2の電流経路長は異なって、たとえば、0.26λ、0.27λ、または0.28λであってよい。非給電素子2が反射器として機能するとき、非給電素子2の電流経路長は、第1の導体21の電流経路長の長さプラス第2の導体221の電流経路長の長さである。第1の導体21の電流経路長が0.21λ〜0.24λ内に入るので、第2の導体221の電流経路長は、0.03λ〜0.07λ内、たとえば、0.03λ、0.04λ、0.05λ、0.06λ、または0.07λなどといった異なる電流経路長内に入る。   In addition, when the non-feed element 2 functions as a reflector, the current path length of the non-feed element 2 is longer than the resonance length of the feed element 1. That is, when the control switch 23 is turned off, a current flows through the first conductor 21 and the regulator circuit 22, and the current path length of the first conductor 21 and the regulator circuit 22 is greater than the resonance length of the feed element 1. Also gets longer. In a more specific mounting solution, the current path length of the non-feed element 2 is longer than λ / 4 and longer than the resonance length of the feed element 1. For example, the current path length of the non-feed element 2 is in the range of 0.26λ to 0.28λ. That is, when the regulator circuit 22 is enabled, the current path length of the non-feed element 2 is different, and may be 0.26λ, 0.27λ, or 0.28λ, for example. When the non-feed element 2 functions as a reflector, the current path length of the non-feed element 2 is the length of the current path length of the first conductor 21 plus the current path length of the second conductor 221. Since the current path length of the first conductor 21 falls within 0.21λ to 0.24λ, the current path length of the second conductor 221 falls within 0.03λ to 0.07λ, for example, 0.03λ, 0.04λ, 0.05λ, 0.06. It falls within a different current path length such as λ or 0.07λ.

第1の導体21が2つの金属セグメントを使用し、2つの金属セグメントはそれぞれ第1の下位導体211および第2の下位導体212であることが、図2からわかる。レギュレータ回路22は、電気を導通させるために第2の導体221を使用し、第2の導体221は、やはり金属導体のセグメントである。この場合に、第2の導体221が第1の導体21に加えられるとき、長くなった電流経路長が第2の導体221の長さである。さらに、第2の導体221の形状は制限されない。直線形状もしくは円弧形状のいずれかまたは別の形状を使用することができる。図2に示されるように、第2の導体221は、U字型に曲がった構造である。第2の導体221の長さが、第1の導体21に加えられる電流経路長に影響を及ぼす唯一の要因である。確かなことには、レギュレータ回路22の電流経路長は、別の様態でさらに制限される場合がある。図5に示されるように、レギュレータ回路22は、整合ネットワーク222をさらに含む。整合ネットワーク222は、第2の導体221上に設けられ、非給電素子2の電流経路長を変えるように構成される。特定の設定では、整合ネットワーク222は、コンデンサ、インダクタ、または直列に接続されるコンデンサとインダクタであってよい。たとえば、電流がインダクタを通って流れるとき、そのことは、電流が極めて長い経路を通過したことと等価である。したがって、非給電素子2の電流経路長は、配設されるインダクタを使用することによって変えることができる。   It can be seen from FIG. 2 that the first conductor 21 uses two metal segments, and the two metal segments are the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212, respectively. The regulator circuit 22 uses a second conductor 221 to conduct electricity, and the second conductor 221 is again a segment of a metal conductor. In this case, when the second conductor 221 is added to the first conductor 21, the increased current path length is the length of the second conductor 221. Further, the shape of the second conductor 221 is not limited. Either a linear or arc shape or another shape can be used. As shown in FIG. 2, the second conductor 221 has a U-shaped bent structure. The length of the second conductor 221 is the only factor that affects the length of the current path applied to the first conductor 21. Certainly, the current path length of the regulator circuit 22 may be further limited in another manner. As shown in FIG. 5, the regulator circuit 22 further includes a matching network 222. The matching network 222 is provided on the second conductor 221 and is configured to change the current path length of the non-feed element 2. In certain settings, the matching network 222 may be a capacitor, an inductor, or a capacitor and an inductor connected in series. For example, when current flows through an inductor, it is equivalent to the current passing through a very long path. Therefore, the current path length of the non-feed element 2 can be changed by using the arranged inductor.

第2の導体221と第1の導体21が接続されるとき、第2の導体221の2つの端部が第1の下位導体211および第2の下位導体212にそれぞれ接続される。しかし、第2の導体221が第1の下位導体211および第2の下位導体212に接続される位置は、全非給電素子2の電流経路長に直接影響を及ぼす。第2の導体221と第1の下位導体211が接続される位置が、第1の下位導体211と制御スイッチ23が接続される位置からある距離である場合、第1の下位導体211についてのこの距離は、制御スイッチ23がオフにされるときの電流の循環には含まれない。この場合、電流経路長を第1の下位導体211の長さに従って計算すると、非給電素子2の実際の電流経路長が、計算された電流経路長より短くなる。したがって、第2の導体221が第1の下位導体211および第2の下位導体212に接続される位置が決定された後、第1の導体21のもの、および電流経路長中に実際に含まれるものである部分が次いで決定される。第1の下位導体211の長さおよび第2の下位導体212の長さは、第2の導体221の接続の位置によって生じる影響を補償するために変えられる。あるいは、特定の設定では、制御スイッチ23の2つの端部は、接続点を別個に備え、第1の下位導体211の一方の端部と第2の導体221の一方の端部が制御スイッチ23の一方の端部で接続点に固定され、第2の下位導体212の一方の端部と第2の導体221の他方の端部が制御スイッチ23の他方の端部で接続点に固定される。このことによって、第2の導体221の接続が容易になる。加えて、第1の下位導体211および第2の下位導体212のすべての部分が電流経路長として使用され、電流が通過する電流経路長が、第1の導体21および第2の導体221の長さと等価となることができることを確実にする。この場合、全電流経路長は、第1の導体21および第2の導体221の長さに従って直接制限される場合がある。   When the second conductor 221 and the first conductor 21 are connected, the two ends of the second conductor 221 are connected to the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212, respectively. However, the position where the second conductor 221 is connected to the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212 directly affects the current path length of all the non-feed elements 2. If the position at which the second conductor 221 and the first lower conductor 211 are connected is a distance from the position at which the first lower conductor 211 and the control switch 23 are connected, this for the first lower conductor 211 The distance is not included in the current circulation when the control switch 23 is turned off. In this case, when the current path length is calculated according to the length of the first lower conductor 211, the actual current path length of the non-feed element 2 is shorter than the calculated current path length. Therefore, after the position at which the second conductor 221 is connected to the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212 is determined, that of the first conductor 21 and actually included in the current path length The part that is the thing is then determined. The length of the first lower conductor 211 and the length of the second lower conductor 212 are varied to compensate for the effects caused by the location of the connection of the second conductor 221. Alternatively, in a particular setting, the two ends of the control switch 23 have separate connection points, and one end of the first lower conductor 211 and one end of the second conductor 221 are connected to the control switch 23. The one end of the second lower conductor 212 and the other end of the second conductor 221 are fixed to the connection point at the other end of the control switch 23. . This facilitates connection of the second conductor 221. In addition, all parts of the first lower conductor 211 and the second lower conductor 212 are used as the current path length, and the current path length through which the current passes is the length of the first conductor 21 and the second conductor 221. To be able to be equivalent. In this case, the total current path length may be directly limited according to the lengths of the first conductor 21 and the second conductor 221.

この実施形態で提供されるアンテナの理解を容易にするために、以下では、特定の実施形態を使用して詳細にアンテナを記載する。図6に示されるように、非給電素子2の数量は4であり、4つの非給電素子2は、給電素子1を囲んで配置される。4つの非給電素子2上のレギュレータ回路22をイネーブルにすることおよびディセーブルにすることによって、異なる数量の反射器および導波器が形成され、それによって、指向性利得および干渉抑制能力を改善する。特定の設定では、4つの非給電素子2は、リング形状を形成し、均等に配設される。   In order to facilitate an understanding of the antenna provided in this embodiment, the antenna is described in detail below using a specific embodiment. As shown in FIG. 6, the number of the non-feed elements 2 is 4, and the four non-feed elements 2 are arranged so as to surround the feed element 1. By enabling and disabling the regulator circuit 22 on the four parasitic elements 2, different numbers of reflectors and directors are formed, thereby improving directional gain and interference suppression capability . In a specific setting, the four non-feed elements 2 form a ring shape and are evenly arranged.

図6を参照すると、中央の給電素子が給電素子であり、給電素子の水平面の周りに4つの非給電素子(2A、2B、2C、および2D)がある。各非給電素子は上記の発明を使用する。すべての非給電素子の制御スイッチ23がオンにされると、得られるアンテナは、全方向アンテナである。その指向性図は全方向図であり、そのシミュレーション図が図7に示される。非給電素子2Aの制御スイッチ23がオンにされ、非給電素子2B、2C、および2Dの制御スイッチ23がオフにされるとき、非給電素子2Aが導波器として機能して、給電素子のビームを案内し、非給電素子2B、2C、および2Dが反射器として機能して、給電素子のビームを反射する。導波器と反射器は同時に働き、そのことによって、強い指向性およびバックローブ抑制を有する指向性ビームが得られる。この場合に得られるアンテナは指向性アンテナであり、そのシミュレーション図が図8に示される。したがって、異なる非給電素子の制御スイッチ23を選択および接続することによって、異なる方位の指向性ビーム、すなわち、異なる指向性アンテナを得て、そのことによって、高利得を有する適応型スマートアンテナを実装することができる。   Referring to FIG. 6, the central feeding element is a feeding element, and there are four non-feeding elements (2A, 2B, 2C, and 2D) around the horizontal plane of the feeding element. Each parasitic element uses the above-described invention. When the control switches 23 of all the non-feed elements are turned on, the resulting antenna is an omnidirectional antenna. The directivity diagram is an omnidirectional diagram, and the simulation diagram is shown in FIG. When the control switch 23 of the non-feed element 2A is turned on and the control switch 23 of the non-feed elements 2B, 2C, and 2D is turned off, the non-feed element 2A functions as a director, and the beam of the feed element And the non-feed elements 2B, 2C, and 2D function as reflectors to reflect the beam of the feed element. The director and reflector work simultaneously, which results in a directional beam with strong directivity and backlobe suppression. The antenna obtained in this case is a directional antenna, and a simulation diagram thereof is shown in FIG. Therefore, by selecting and connecting control switches 23 of different parasitic elements, we obtain directional beams of different orientations, ie different directional antennas, thereby implementing an adaptive smart antenna with high gain be able to.

再び図6を参照する。図6では、非給電素子2A、2B、2C、および2Dのレギュレータ回路の方位は、全アンテナによって占められる空間的な面積を減らすために、任意に設定することができる。4つの非給電素子のレギュレータ回路のすべてを、給電素子の方向に向けるように配設して、そのことによって、アンテナによって占められる面積を最小化させることができる。   Refer to FIG. 6 again. In FIG. 6, the orientation of the regulator circuits of the parasitic elements 2A, 2B, 2C, and 2D can be arbitrarily set to reduce the spatial area occupied by all antennas. All of the four non-feed element regulator circuits can be oriented in the direction of the feed elements, thereby minimizing the area occupied by the antenna.

反射器と導波器が互換性がある設計が使用され、それにより、M+N=非給電素子の数量として1つの給電素子とM個の導波器とN個の反射器との組合せが実装されて、高い指向性利得および干渉抑制能力が達成されることを上記記載から知ることができる。加えて、本出願では、異なるPINダイオードをオンにすることによってアンテナビーム切替を迅速に完了させて、簡単で豊富なアンテナビーム選択、ならびにアンテナの容易な実装および小さいサイズを特徴とすることができる。n*nの多入力多出力(multiple-input multiple-output, MIMO)のマルチアンテナワイヤレス通信システムでは、各アンテナがm個の非給電素子を含む。したがって、MIMOシステムは、2m*nのビーム状態を有し、ここで、mはアンテナの数量であり、nはアンテナの数量である。特定の使用では、通信デバイスは、適応型アルゴリズムを使用することによって、端末によって送信される受信信号を分析し、端末の位置を取得して、いくつかのPINダイオードをオンにするための制御信号をCPUが送るように制御し、その結果、この部分の非給電素子2が導波器となり、別の非給電素子2が反射器となる。アンテナは、端末を向く最も大きい放射を有する方向を有する指向性アンテナへと切り替えられる。 A design in which the reflector and the director are compatible is used, so that M + N = the number of parasitic elements is a combination of one feed element, M directors and N reflectors. It can be seen from the above description that it is implemented to achieve high directivity gain and interference suppression capability. In addition, the present application can quickly complete antenna beam switching by turning on different PIN diodes and can be characterized by simple and rich antenna beam selection, as well as easy implementation and small size of the antenna . In an n * n multiple-input multiple-output (MIMO) multi-antenna wireless communication system, each antenna includes m parasitic elements. Thus, a MIMO system has a beam state of 2 m * n , where m is the number of antennas and n is the number of antennas. In a specific use, the communication device analyzes the received signal transmitted by the terminal by using an adaptive algorithm, obtains the position of the terminal and controls signals to turn on some PIN diodes As a result, the non-feed element 2 in this portion becomes a waveguide, and another non-feed element 2 becomes a reflector. The antenna is switched to a directional antenna having a direction with the greatest radiation facing the terminal.

加えて、本出願は、通信デバイスをさらに提供する。通信デバイスは、上記の実装のいずれか1つによるアンテナを含む。   In addition, the present application further provides a communication device. The communication device includes an antenna according to any one of the above implementations.

上記の技術的解決策では、非給電素子2の電流経路長および非給電素子2と給電素子1との間の距離が制御され、その結果、レギュレータ回路22がイネーブルにされるとき非給電素子2が反射器を形成し、またはレギュレータ回路22がディセーブルにされるとき非給電素子2が導波器を形成する。反射器と導波器が互換性がある設計が使用され、それにより、1つの給電素子と、M個の導波器と、N個の反射器との組合せをアンテナとして実装して(ここで、M+N=非給電素子の数量)、高い指向性利得および干渉抑制能力を達成する。加えて、反射器と導波器が切り替えられるときに、アンテナビーム切替を迅速に完了することができ、アンテナの容易な実装および小さいサイズを特徴としている。   In the above technical solution, the current path length of the non-feed element 2 and the distance between the non-feed element 2 and the feed element 1 are controlled, so that when the regulator circuit 22 is enabled, the non-feed element 2 Forms a reflector, or the parasitic element 2 forms a waveguide when the regulator circuit 22 is disabled. A design in which the reflector and the director are compatible is used, whereby a combination of one feed element, M directors, and N reflectors is implemented as an antenna (where , M + N = number of non-feeding elements), achieving high directivity gain and interference suppression capability. In addition, when the reflector and director are switched, antenna beam switching can be completed quickly, featuring easy mounting and small size of the antenna.

明らかに、当業者は本出願の範囲から逸脱することなく、本出願に対する様々な修正形態および変更形態を作ることができる。本出願のこれらの修正形態および変更形態が、以下の請求項およびそれらの等価な技術によって指定された保護範囲内に入ることを条件として、本出願のこれらの修正形態および変更形態をカバーすることを本出願は意図している。   Obviously, those skilled in the art can make various modifications and variations to the present application without departing from the scope of the present application. Covering these modifications and variations of this application, provided that these modifications and variations of this application fall within the protection scope specified by the following claims and their equivalent techniques This application is intended.

1 給電素子
2 非給電素子
2A 非給電素子
2B 非給電素子
2C 非給電素子
2D 非給電素子
21 第1の導体
22 レギュレータ回路
23 制御スイッチ
211 第1の下位導体
212 第2の下位導体
221 第2の導体
222 整合ネットワーク
1 Feeding element
2 Parasitic element
2A parasitic element
2B parasitic element
2C parasitic element
2D parasitic element
21 First conductor
22 Regulator circuit
23 Control switch
211 First lower conductor
212 Second lower conductor
221 Second conductor
222 Aligned network

Claims (12)

給電素子と少なくとも1つの非給電素子とを備え、各非給電素子と前記給電素子との間の距離が指定された閾値内にあり、各非給電素子が、接地された第1の導体、レギュレータ回路、および制御スイッチを備え、前記レギュレータ回路が前記非給電素子の電流経路長を調節するように構成され、
前記制御スイッチがオフにされると、電流が前記第1の導体および前記レギュレータ回路を通って流れ、前記非給電素子の前記電流経路長が前記給電素子の共振長よりも長くなる、または前記制御スイッチがオンにされると、前記電流が前記第1の導体および前記制御スイッチを通って流れ、前記非給電素子の前記電流経路長が前記給電素子の共振長よりも短くなる、アンテナ。
A first conductor and a regulator each having a feeding element and at least one non-feeding element, wherein a distance between each non-feeding element and the feeding element is within a specified threshold value A circuit, and a control switch, wherein the regulator circuit is configured to adjust a current path length of the non-feed element,
When the control switch is turned off, current flows through the first conductor and the regulator circuit, and the current path length of the non-feed element becomes longer than the resonance length of the feed element, or the control The antenna, wherein when the switch is turned on, the current flows through the first conductor and the control switch, and the current path length of the non-feed element is shorter than the resonance length of the feed element.
前記第1の導体が第1の下位導体および第2の下位導体を備え、前記制御スイッチの2つの端部が前記第1の下位導体および前記第2の下位導体にそれぞれ接続され、前記レギュレータ回路が第2の導体を備え、前記第2の導体の2つの端部が前記第1の下位導体および前記第2の下位導体にそれぞれ接続され、前記制御スイッチがオンにされるとき、前記第1の下位導体が前記制御スイッチを通して前記第2の下位導体に接続され、または前記制御スイッチがオフにされるとき、前記第1の下位導体が前記第2の導体を通して前記第2の下位導体に接続される、請求項1に記載のアンテナ。   The first conductor includes a first lower conductor and a second lower conductor, and two ends of the control switch are connected to the first lower conductor and the second lower conductor, respectively, and the regulator circuit Comprises a second conductor, two ends of the second conductor are connected to the first lower conductor and the second lower conductor, respectively, and when the control switch is turned on, the first Is connected to the second lower conductor through the control switch, or when the control switch is turned off, the first lower conductor is connected to the second lower conductor through the second conductor. The antenna according to claim 1, wherein: 前記第1の下位導体の一方の端部と前記第2の導体の一方の端部が前記制御スイッチの一方の端部で接続点に固定され、前記第2の下位導体の一方の端部と前記第2の導体の他方の端部が前記制御スイッチの他方の端部で接続点に固定される、請求項2に記載のアンテナ。   One end of the first lower conductor and one end of the second conductor are fixed to a connection point at one end of the control switch, and one end of the second lower conductor; 3. The antenna according to claim 2, wherein the other end of the second conductor is fixed to a connection point at the other end of the control switch. 前記制御スイッチがオフにされるとき、前記非給電素子の前記電流経路長が、λ/4より長く、前記給電素子の前記共振長よりも長くなり、
前記制御スイッチがオンにされるとき、前記非給電素子の前記電流経路長が、λ/4より短く、前記給電素子の前記共振長よりも短くなり、λが前記給電素子の中間の波長である、請求項1から3のいずれか一項に記載のアンテナ。
When the control switch is turned off, the current path length of the non-feed element is longer than λ / 4 and longer than the resonance length of the feed element,
When the control switch is turned on, the current path length of the non-feed element is shorter than λ / 4 and shorter than the resonance length of the feed element, and λ is an intermediate wavelength of the feed element The antenna according to any one of claims 1 to 3.
前記制御スイッチがオンにされるとき、前記非給電素子が導波器となる、請求項4に記載のアンテナ。   5. The antenna according to claim 4, wherein when the control switch is turned on, the parasitic element becomes a director. 前記制御スイッチがオフにされるとき、前記非給電素子が反射器となる、請求項4に記載のアンテナ。   5. The antenna according to claim 4, wherein when the control switch is turned off, the non-feed element is a reflector. 前記第2の導体がU字型に曲がった構造である、請求項2に記載のアンテナ。   3. The antenna according to claim 2, wherein the second conductor has a U-shaped bent structure. 前記指定された閾値が0.2λ〜0.25λであり、λが前記給電素子の前記中間の波長である、請求項1から7のいずれか一項に記載のアンテナ。   The antenna according to any one of claims 1 to 7, wherein the specified threshold value is 0.2λ to 0.25λ, and λ is the intermediate wavelength of the feed element. 前記制御スイッチがオンにされるとき、前記レギュレータ回路がディセーブルにされ、前記非給電素子の前記電流経路長が0.21λ〜0.24λであり、
前記制御スイッチがオフにされるとき、前記レギュレータ回路がイネーブルにされ、前記非給電素子の前記電流経路長が0.26λ〜0.28λであり、λが前記給電素子の前記中間の波長である、請求項1から8のいずれか一項に記載のアンテナ。
When the control switch is turned on, the regulator circuit is disabled, and the current path length of the non-feed element is 0.21λ to 0.24λ,
The regulator circuit is enabled when the control switch is turned off, the current path length of the non-feed element is 0.26λ to 0.28λ, and λ is the intermediate wavelength of the feed element. Item 9. The antenna according to any one of Items 1 to 8.
前記少なくとも1つの非給電素子の数量が4であり、前記4つの非給電素子が前記給電素子を囲んで配置される、請求項1から9のいずれか一項に記載のアンテナ。   10. The antenna according to claim 1, wherein the number of the at least one non-feed element is 4, and the four non-feed elements are arranged so as to surround the feed element. 前記4つの非給電素子が、リング形状を形成し、均等に配設される、請求項10に記載のアンテナ。   11. The antenna according to claim 10, wherein the four parasitic elements form a ring shape and are evenly arranged. 請求項1から11のいずれか一項に記載のアンテナを備える、通信デバイス。   A communication device comprising the antenna according to any one of claims 1 to 11.
JP2018152878A 2017-08-16 2018-08-15 Antennas and communication devices Active JP6702528B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710701968.0A CN109411876B (en) 2017-08-16 2017-08-16 Antenna and communication equipment
CN201710701968.0 2017-08-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019036962A true JP2019036962A (en) 2019-03-07
JP6702528B2 JP6702528B2 (en) 2020-06-03

Family

ID=63244435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018152878A Active JP6702528B2 (en) 2017-08-16 2018-08-15 Antennas and communication devices

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10665946B2 (en)
EP (1) EP3444897B1 (en)
JP (1) JP6702528B2 (en)
CN (1) CN109411876B (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10665939B2 (en) * 2018-04-10 2020-05-26 Sierra Nevada Corporation Scanning antenna with electronically reconfigurable signal feed
CN112534639A (en) * 2019-03-26 2021-03-19 华为技术有限公司 Smart antenna, antenna feeder system, antenna communication system and AP
CN110350306B (en) * 2019-07-10 2021-01-08 维沃移动通信有限公司 Antenna structure, terminal and control method
CN112582807B (en) * 2019-09-27 2021-12-28 华为技术有限公司 Directional antenna and communication equipment
CN115224463A (en) * 2021-04-19 2022-10-21 华为技术有限公司 Antenna and wireless device
CN113922060B (en) * 2021-09-30 2023-06-23 联想(北京)有限公司 Antenna and electronic equipment

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50117343A (en) 1974-02-12 1975-09-13
JP2001036337A (en) * 1999-03-05 2001-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Antenna system
JP2001345633A (en) 2000-03-28 2001-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Antenna device
JP2002280942A (en) * 2001-03-15 2002-09-27 Nec Corp Information terminal provided with variable directive antenna
JP2009094696A (en) * 2007-10-05 2009-04-30 National Institute Of Information & Communication Technology Sector antenna
US8421684B2 (en) * 2009-10-01 2013-04-16 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for beam steering using steerable beam antennas with switched parasitic elements
CN102013559A (en) * 2010-09-20 2011-04-13 西安电子科技大学 Beam scanning array antenna
CN104051850A (en) * 2013-03-13 2014-09-17 上海贝尔股份有限公司 Electrically steerable passive array radiator antenna with reconfigurable radiation pattern and configuration method thereof
CN105051975B (en) 2013-03-15 2019-04-19 艾锐势有限责任公司 Low-frequency band reflector for double frequency-band directional aerial

Also Published As

Publication number Publication date
EP3444897A1 (en) 2019-02-20
US20190058254A1 (en) 2019-02-21
US10665946B2 (en) 2020-05-26
CN109411876B (en) 2020-12-22
CN109411876A (en) 2019-03-01
JP6702528B2 (en) 2020-06-03
EP3444897B1 (en) 2023-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6702528B2 (en) Antennas and communication devices
US9799963B2 (en) Antenna system
US9263798B1 (en) Reconfigurable antenna apparatus
EP3007275B1 (en) Antenna radiation unit and antenna
JP5322943B2 (en) Array antenna device
JP5314704B2 (en) Array antenna device
JP2020510365A (en) Mobile terminal antennas and mobile terminals
WO2001091231A1 (en) Directional switch antenna device
Liu et al. Small director array for low-profile smart antennas achieving higher gain
US10186785B2 (en) Antenna system
JP7074772B2 (en) Phased array antennas with switched elevation beam widths and related methods
KR101880971B1 (en) Method and apparatus for beamforming
Miao et al. Design of dual-mode arc-shaped dipole arrays for indoor base-station applications
US11658412B2 (en) Antenna and terminal
WO2010095886A2 (en) Radiating element using a dielectric member, and antenna comprising same
JP2009130451A (en) Antenna system
CN113161766A (en) Reconfigurable antenna and reconfigurable antenna system
Yamamoto et al. A reconfigurable antenna using fluorescent lamps
KR102644455B1 (en) Beam diversity by smart antenna with passive elements
US20220158344A1 (en) Reconfigurable Antenna and Communications Device
EP3118931A1 (en) An antenna apparatus having a selectively orientable directivity
Yang et al. A compact omni-directional circularly polarized antenna
JP2014192652A (en) Array antenna
KR20130026089A (en) Wi-fi band switched parasitic active beam forming antenna
WO2021052576A1 (en) Beam diversity by smart antenna without passive elements

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180925

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190805

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191105

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200421

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6702528

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250